專利名稱：樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的制作方法
樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)本申請(qǐng)是PCT國(guó)際申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/US2007/073849、PCT國(guó)際申請(qǐng)日為2007年7月 19日、中國(guó)國(guó)家申請(qǐng)?zhí)枮?00780027150. X的、題為“樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)”的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。背景樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)(BAS)越來(lái)越受到人們關(guān)注。樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)是其中電子設(shè)備的計(jì)算機(jī)化(智能)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視和控制大樓中的許多獨(dú)立系統(tǒng)的系統(tǒng)。通過(guò)在大樓中使用智能自動(dòng)化系統(tǒng)，可減少大樓中的能耗和維護(hù)成本，并可使大樓更加安全。在BAS中多個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)被控制。這些系統(tǒng)包括，例如供暖、通風(fēng)以及空調(diào)系統(tǒng) (HVAC)；諸如照明控制系統(tǒng)之類的能源管理系統(tǒng)(EMS)；安保和門(mén)禁系統(tǒng)(SAC)；以及火警、 救生、安保系統(tǒng)(FLS)。雖然期望將HVAC、EMS、SAC、以及FLS集成到單個(gè)網(wǎng)絡(luò)(集成BAS) 中以允許它們相互共享信息，但集成存在多種問(wèn)題。例如，系統(tǒng)通常使用不同的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議來(lái)相互通信，致使多種系統(tǒng)的集成困難。而且，即使同一系統(tǒng)中由不同制造商生產(chǎn)的機(jī)器也可能使用不同的通信標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議。因此，大樓設(shè)計(jì)者通常被迫為了特定系統(tǒng)而使用有限的一組公司，或甚至為了向系統(tǒng)之一供應(yīng)設(shè)備使用單個(gè)公司。而且，集成BAS的安裝和維護(hù)成本的減少是有挑戰(zhàn)性的，尤其是因?yàn)楦鱾€(gè)系統(tǒng)不一定使用相同的布線(cabling)。因此，結(jié)構(gòu)化的布線網(wǎng)不能用于大樓中使用的所有模塊。這引起了其它困難，例如，當(dāng)大樓中的額外區(qū)域被占據(jù)時(shí)安裝新設(shè)備，或?qū)χT如線路短路或開(kāi)路之類問(wèn)題的跟蹤，這些都需要大量的人力。附圖簡(jiǎn)述參考附圖具體描述本發(fā)明，其中

圖1示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的通用BAS ；圖2A-2C示出多種RS-485電纜配置；圖3示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的BAS的實(shí)施例；圖4示出具有連接到區(qū)劃包封(zone enclosure)的RS-485電纜的BAS的第一實(shí)施例；圖5示出具有連接到區(qū)劃包封的RS-485電纜的BAS的第二實(shí)施例；圖6示出具有連接到區(qū)劃包封的RS-485電纜的BAS的第三實(shí)施例；圖7示出具有連接到區(qū)劃包封的RS-485電纜的BAS的第四實(shí)施例；圖8A和8B、9A和9B、以及IOA和IOB示出設(shè)置在區(qū)劃包封中的模塊化RS-485電纜螺旋式接線端連接器的實(shí)施例；以及圖11示出配線板和已連接在區(qū)劃包封內(nèi)的RS-485電纜的實(shí)施例。詳細(xì)描述圖1示出BAS 100的一個(gè)實(shí)施例。諸如計(jì)算機(jī)102之類的用戶接口連接到主總線或電纜106，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器104亦然。計(jì)算機(jī)102可以是工作站、膝上型計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)據(jù)助理 (PDA)、平板個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)或能夠接收從用戶到BAS 100的信息并將信息從BAS 100提供給用戶的任意其它電子設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器104允許使用網(wǎng)際協(xié)議(IP)，該協(xié)議開(kāi)始成 為用戶和BAS 100之間通信的通信標(biāo)準(zhǔn)。具體地，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器104允許采用基于可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言(XML)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)來(lái)簡(jiǎn)化大樓數(shù)據(jù)的輸入和顯示以及此數(shù)據(jù)的管理和分析。一個(gè)或多個(gè)主控制器(MC) 108通過(guò)主總線106連接到計(jì)算機(jī)102和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器104。主控制器108 包括一個(gè)或多個(gè)可編程邏輯控制器(PLC)，其能夠控制大樓中的各個(gè)模塊(設(shè)備)112。主控制器112利用局域總線或電纜110連接到模塊112。各個(gè)主控制器108可控制諸如HVAC 系統(tǒng)之類的特定系統(tǒng)的一組模塊112。各個(gè)局部電纜110的局部電纜110可以是相同類型的電纜或不同的電纜。 模塊112包括來(lái)自HVAC、EMS、SAC、FLS、以及通信系統(tǒng)的設(shè)備。下文給出了系統(tǒng)及其中設(shè)備的示例。HVAC系統(tǒng)控制大樓內(nèi)部的溫度、濕度、以及氣流，并允許居住者調(diào)節(jié)特定空間中的環(huán)境。HVAC系統(tǒng)可包括空氣處理單元，這些空氣處理單元通過(guò)將從空間返回的空氣與戶外空氣混合并加以冷卻或加熱以達(dá)到期望的內(nèi)部溫度?？諝馓幚韱卧梢允嵌ㄈ菘諝馓幚韱卧?CAV)或變?nèi)菘諝馓幚韱卧?VAV)。CAV開(kāi)關(guān)節(jié)氣閘和供水閥以保持溫度。VAV 比CAV更有效率，其提供的空氣壓力不光通過(guò)開(kāi)關(guān)節(jié)氣閘來(lái)調(diào)節(jié)。EMS系統(tǒng)的模塊包括各種傳感器和計(jì)時(shí)器。在一 EMS系統(tǒng)中，能基于一天中的時(shí)間利用光傳感器或計(jì)時(shí)器來(lái)打開(kāi)和關(guān)閉照明?；蛘?，能利用占用(運(yùn)動(dòng))傳感器和計(jì)時(shí)器來(lái)打開(kāi)和關(guān)閉照明。在一個(gè)示例中，可將一個(gè)區(qū)域中的燈從在該區(qū)域中感測(cè)到最后一次運(yùn)動(dòng)的時(shí)間保持開(kāi)啟預(yù)定一段時(shí)間。可取決于大樓外自然光的量來(lái)調(diào)整戶外區(qū)域中和有窗戶的戶內(nèi)區(qū)域中的照明量。照明還可受SAC和HVAC系統(tǒng)限制，從而在使用特定訪問(wèn)碼進(jìn)入大樓時(shí)，針對(duì)特定區(qū)域和特定時(shí)間激活一組預(yù)定的燈和環(huán)境設(shè)置。EMS系統(tǒng)還能調(diào)節(jié)機(jī)械設(shè)備以使升降機(jī)和自動(dòng)扶梯在較少行人期間、工作以外的時(shí)間期間、或緊急狀況期間關(guān)閉或減慢速度。SAC系統(tǒng)的模塊包括攝像機(jī)、傳感器、或諸如鑰匙卡、密碼板(cod印ad)、或嵌入式 RFID設(shè)備的門(mén)禁設(shè)備。SAC系統(tǒng)能監(jiān)視和控制門(mén)和升降機(jī)以控制對(duì)大樓多個(gè)區(qū)域的進(jìn)入。 進(jìn)入可被自動(dòng)記錄?？墒褂糜芯€或無(wú)線視頻攝像機(jī)監(jiān)視升降機(jī)、辦公室、停車場(chǎng)、入口、以及門(mén)廳?？蓪D像提供給安保辦公室中的固定監(jiān)視器或無(wú)線地提供給移動(dòng)手持設(shè)備。FLS系統(tǒng)的模塊包括傳感器和警報(bào)器?？蓪?duì)FLS和SAC系統(tǒng)編程以監(jiān)控大樓功能， 在檢測(cè)到警報(bào)時(shí)通知特定的個(gè)人或一組個(gè)人，并采取預(yù)防性行動(dòng)。警報(bào)可由諸如自然災(zāi)害或威脅生命的緊急事件(例如，過(guò)高溫度或一氧化碳水平或煙霧)之類的緊急情況、安全破壞、或諸如停機(jī)、維護(hù)問(wèn)題、或機(jī)械失效之類的狀態(tài)警報(bào)觸發(fā)。通知可以通過(guò)計(jì)算機(jī)、尋呼機(jī)、或可聽(tīng)到的警報(bào)進(jìn)行。預(yù)防性行動(dòng)可包括釋放緊急出口鎖，為抽取煙霧或?yàn)⑺到y(tǒng)而激活HVAC系統(tǒng)，或在大樓中廣播預(yù)先錄制的信息。在緊急事件中，在預(yù)定區(qū)域(諸如升降機(jī)或其它指定區(qū)域)中交互顯示器終端可提供對(duì)外界的指令和聯(lián)系。雖然將BAS納入大樓的結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)會(huì)增加材料和建筑工程規(guī)劃的最初成本， 但它也能將在大樓中的各個(gè)部件之間提供布線所需的時(shí)間和勞動(dòng)量減少到使大樓總建設(shè)成本降低的程度。如果在安裝中節(jié)省了大量時(shí)間，那么這可以轉(zhuǎn)變成額外的大樓使用時(shí)間。如上所示，不同的BAS供應(yīng)商會(huì)使用專用的設(shè)備、電纜、連接、和布局。針對(duì)BAS開(kāi)發(fā)的一種標(biāo)準(zhǔn)是TIA/EIA-862標(biāo)準(zhǔn)。TIA/EIA-862標(biāo)準(zhǔn)指定布線布局、建筑結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)、安裝慣例、測(cè)試步驟、以及覆蓋范圍以支持商用BAS。雖然該標(biāo)準(zhǔn)限定這些范圍，但是可使用不同的布線系統(tǒng)來(lái)將各種BAS類別的模塊連接到控制器以及使用高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)南到y(tǒng)。所使用的電纜可包括，例如，光纜、5類電纜、6類電纜、RS-232電纜、以及RS-485電纜。雖然所使用的不同布線系統(tǒng)可利用不同的路徑分別安裝和傳送，但BAS結(jié)構(gòu)化布線可允許各種布線系統(tǒng)使用數(shù)量減少的路徑。數(shù)量減少的路徑又會(huì)減少布線成本和簡(jiǎn)化布線系統(tǒng)的維護(hù)。 例如，RS-232或USB電纜主要用于相對(duì)較短的連接，諸如個(gè)人計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)外設(shè)之間。雙絞線(諸如5類和6類電纜)或光纜適于高速通信，諸如以太網(wǎng)通信、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信、或視頻饋送。RS-485電纜使用RS-485標(biāo)準(zhǔn)(TIA/EIA-485-A)——自1983年起廣泛使用的標(biāo)準(zhǔn)。在一個(gè)實(shí)施例中，RS-485電纜用來(lái)連接BAS類別的模塊。更具體地說(shuō)， RS-485是半雙工網(wǎng)絡(luò)，其允許多個(gè)發(fā)射器和接收器駐留在電纜上。雖然在任意給定時(shí)間僅有一個(gè)發(fā)射器是活動(dòng)的，但可使用任意通信協(xié)議。RS-485傳輸線是雙絞線，其中電線上電壓之間的差值定義數(shù)據(jù)一種極性是邏輯高(1)；相反極性是邏輯低(0)。對(duì)于有效操作， 電壓之間的差值必須至少是0. 2伏，而且可使用+12V和-7之間的施加電壓。RS-485電纜能支持長(zhǎng)達(dá)5000英尺的網(wǎng)絡(luò)和高達(dá)IOMbps的比特率，這使它可用于遍及幾乎整個(gè)大樓對(duì) BAS布線。然而，隨著RS-485電纜長(zhǎng)度的增加，由于信號(hào)的傳輸延遲以及反射問(wèn)題，沿著此電纜的數(shù)據(jù)傳輸率會(huì)降低。在網(wǎng)絡(luò)中可使用具有不同結(jié)果的許多種RS-485電纜配置。在圖2A-2C中示出了多種配置的示例，并在下文中更具體地描述。在不使用中繼器的情況下，RS-485標(biāo)準(zhǔn)最多允許附連32個(gè)單位負(fù)載。模塊會(huì)小于單位負(fù)載，因此在沒(méi)有中繼器的網(wǎng)絡(luò)中可提供更多數(shù)量的模塊(當(dāng)前最大值是256個(gè)模塊)。雖然通過(guò)使用中繼器可進(jìn)一步增加網(wǎng)絡(luò)中模塊的數(shù)量，但使用中繼器相伴地增大了信號(hào)傳輸延遲并減少了沿RS-485電纜的數(shù)據(jù)率。RS-485 電纜還可包括專用接地線以及雙絞線對(duì)。此接地線允許參照模塊的被RS-485電纜連接的局部接地?？墒褂镁植拷拥?，但噪聲更大并使網(wǎng)絡(luò)更易受間歇失效影響。此外，取決于網(wǎng)絡(luò)的長(zhǎng)度和布局以及優(yōu)選數(shù)據(jù)速度，可對(duì)RS-485電纜封端。同樣，雖然TIA/EIA-485-A標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有要求，但可屏蔽RS-485電纜。雙絞線的導(dǎo)線會(huì)經(jīng)受空閑狀態(tài)偏置(當(dāng)傳輸線沒(méi)有被發(fā)射器有源驅(qū)動(dòng)時(shí))，其中當(dāng)在傳輸線上不提供數(shù)據(jù)時(shí)，一導(dǎo)線被拉至高電平而另一導(dǎo)線被拉至低電平。在“家庭網(wǎng)絡(luò)(home rim)”配置中，RS-485電纜可從中央分配點(diǎn)(例如集線器、 PBX、或其它控制器)連接到預(yù)定目的地(例如模塊)。圖2A-2C示出了在BAS中使用的 RS-485電纜配置的示例。其它電子設(shè)備和電纜可出現(xiàn)在BAS系統(tǒng)中，但為清楚起見(jiàn)未示出。 圖2示出包括具有短線(stub) 204的主干202 (MC到模塊)的RS-485電纜配置200。如圖所示，主控制器(MC) 206連接到多個(gè)模塊208。在此多點(diǎn)(multi-drop)配置200中，RS-485 電纜在沿著主干202的多個(gè)點(diǎn)處分接。為了建立此多點(diǎn)配置，布線在分接點(diǎn)處在沿著主干 202的多個(gè)點(diǎn)處接合(spliced)。圖2B示出菊花鏈配置220，其中下游模塊208直接鏈接到上游模塊208。因此，僅最上游的模塊208連接到主控制器206，而非所有的模塊208都連接到主控制器206。在此配置中，RS-485電纜204封端而且在每個(gè)模塊208處接合。圖2C中示出的網(wǎng)絡(luò)230包括其中出現(xiàn)多個(gè)支路214的菊花鏈配置。在圖2C的支路網(wǎng)絡(luò)配置230中，網(wǎng)絡(luò)230被“截短”(stubbed)以形成包含支路的樹(shù)。類似于圖2B的配置，主控制器206通過(guò)RS-485電纜204直接連接到一個(gè)模塊208。各個(gè)下游模塊208直接鏈接到上游模塊208直到網(wǎng)絡(luò)230出現(xiàn)支路。因此各個(gè)支路214的根處的模塊208被連接到多個(gè)(兩個(gè)或更多個(gè))下游模塊208。雖然未示出，但可存在多個(gè)支路214和根模塊208。諸如星型配置之類的其它RS-485電纜配置也是可能的。在星型配置中，多個(gè)設(shè)備被連接到單個(gè)點(diǎn)(例如主控制器)而不相互連接。在這樣的安排中，主控制器中的發(fā)射器驅(qū)動(dòng)大量的端接節(jié)點(diǎn)。累積的終端負(fù)載會(huì)迅速地將網(wǎng)絡(luò)加載到不希望的狀態(tài)，從而使數(shù)據(jù)通信不可靠。同樣，在圖2C所示的支路網(wǎng)絡(luò)中，由于終端需求增加，負(fù)載增大。無(wú)論是在支路配置中還是在星型配置中，如果沒(méi)有給予足夠的注意，會(huì)出現(xiàn)布線和信號(hào)反射問(wèn)題。因此， 至少因?yàn)檫@些原因，在設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)時(shí)一般更期望——雖然不是必須——圖2A和2B的配置。在圖2A-2C所示各個(gè)配置的安裝中，在安裝之前具體計(jì)劃從主控制器到最下游模塊安裝(拉接)電纜的路徑。由于路由要求和位置的數(shù)量，已將RS-485電纜與其它數(shù)據(jù)電纜分開(kāi)安裝。例如，可能能將高速布線從一個(gè)位置拉至中間位置并封端。初始位置可以是， 例如，其中設(shè)置了控制器的設(shè)備室，而終點(diǎn)可以是其中設(shè)置了要連接的模塊的空間，或其中設(shè)置了靠近要連接的模塊的中間物的區(qū)域。相比而言，RS-485電纜被直接拉接至模塊并封端。換言之，RS-485電纜從主控制器被直接拉接至第一位置(如圖2B的第一模塊或如圖 2A靠近第一模塊)，在第一位置處接合，接合部分在第一模塊處封端，RS-485被拉接至第
二位置，等等......直到RS-485電纜不再接合并在最終模塊處封端。一般慣例是在模塊
處將RS-485電纜封端(類似于其它電纜)，而不是保持RS-485電纜未封端(例如，卷在天花板或地板中)。出于安裝者的時(shí)間考慮，作為高速布線，可能必須一次穿過(guò)多個(gè)區(qū)域配位 RS-485電纜而在與高速布線不同的時(shí)間拉接。因此，相比于其中多類電纜能一起拉接的大多數(shù)數(shù)據(jù)電纜，RS-485電纜的路線安排至少部分地因?yàn)楣ぷ髁吭黾佣ㄙM(fèi)相對(duì)較大工作量來(lái)安裝/替換。雖然使用諸如5類電纜之類的不同電纜來(lái)將信號(hào)運(yùn)載至模塊看起來(lái)是有吸引力的，但這樣的解決方案會(huì)導(dǎo)致其它問(wèn)題。模塊需要使用RS-485連接器并不常見(jiàn)。因此，如果使用不同的電纜，那么本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)被迫接合電纜并將電纜中的導(dǎo)線插入不同的連接器中。這會(huì)是個(gè)復(fù)雜和混亂的過(guò)程，其會(huì)導(dǎo)致發(fā)生短路或使用不正確的插針。例如，RJ-45 使用八根導(dǎo)線(未屏蔽)和規(guī)格24的電纜，而RS-485使用具有屏蔽外殼的兩根導(dǎo)線和規(guī)格22的電纜。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，試圖使用穿孔板(punch down block)將RJ-45電纜連接到RS-485連接器是相對(duì)困難的。此外，一些制造商的質(zhì)保商品可能不支持其它布線。 因此，使用不同電纜會(huì)立刻使BAS模塊質(zhì)保無(wú)效。再參看圖2A-2C所示的配置，各個(gè)配置也可以是未受控的布線系統(tǒng)，因而會(huì)與包括其它數(shù)據(jù)電纜的受控的電纜系統(tǒng)分開(kāi)。在受控的布線系統(tǒng)中，系統(tǒng)中各個(gè)元件之間的連接被記錄下來(lái)且被監(jiān)控。因此相比于受控的布線系統(tǒng)，未受控的系統(tǒng)相對(duì)難以更改和排除故障。如上所述，不同于容易配置成星型或其它布局的其它數(shù)據(jù)電纜，RS-485網(wǎng)絡(luò)一般被安排成主干-支路配置或菊花鏈配置。至少部分因?yàn)閮H需解決一個(gè)反射源，所以一般優(yōu)選主干-支路和菊花鏈配置，這使封端、接地、以及屏蔽相當(dāng)容易。 而且，RS-485電纜連接所有下游模塊。如果在圖2A-2C的任一配置中的特定點(diǎn)處出現(xiàn)開(kāi)路，僅有更下游的設(shè)備會(huì)受影響。這些模塊從系統(tǒng)移除因而變得不可用。因此，確定開(kāi)路位置是相對(duì)容易的。然而，因?yàn)镽S-485電纜包括非絞結(jié)線，如果在沿著網(wǎng)絡(luò)的任一點(diǎn)處在接線對(duì)之間出現(xiàn)短路210，如在圖2A-2C中由“X”所示，那么整個(gè)網(wǎng)絡(luò)將會(huì)短路而且沒(méi)有辦法準(zhǔn)確地確定短路210出現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)中何處。例如，這會(huì)出現(xiàn)在接合RS-485電纜來(lái)添加模塊期間或如果導(dǎo)線在構(gòu)建期間意外地出現(xiàn)切口。在此情況下，在確定短路位置之前，需使 RS-485電纜與各個(gè)模塊(它永久附連的地方)分開(kāi)且將RS-485電纜從系統(tǒng)移除。因此，如果出現(xiàn)短路，會(huì)需要較大的工作量來(lái)找出短路處、將RS-485電纜拉出、固定或替換電纜、然后重新安裝電纜。因此，期望提供其中RS-485布線被納入結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)中的BAS配置。使用具有模塊化RS-485連接器的區(qū)劃包封可增強(qiáng)系統(tǒng)的靈活性，并減少涉及RS-485電纜系統(tǒng)的安裝 和維護(hù)成本。圖3示出具有區(qū)劃包封的BAS的一種配置。在此配置300中，控制區(qū)域 310中的主控制器312將數(shù)據(jù)提供給設(shè)置在服務(wù)預(yù)定區(qū)域320的區(qū)劃包封322中的電子設(shè)備(下文中稱為區(qū)劃包封)。數(shù)據(jù)通過(guò)電纜302傳送。各個(gè)區(qū)劃包封322又將指令提供給與相關(guān)區(qū)劃包封322通信的各個(gè)局部模塊324、326、328。模塊324、326、328的示例可包括門(mén)控制器、HVAC裝置(例如VAV)以及照明控制設(shè)備。與各個(gè)區(qū)域320相關(guān)聯(lián)的區(qū)劃包封 322提供對(duì)區(qū)域320中的不同類型模塊324、326、328的連接，以及模塊324、326、328和主控制器312或區(qū)域320遠(yuǎn)端的其它裝置之間的連接。取決于使用遠(yuǎn)端的環(huán)境，“遠(yuǎn)端”指的是在設(shè)置了所討論的特定設(shè)備的房間或區(qū)域外部的位置，或設(shè)備外殼外部的位置。雖然在主控制器312和區(qū)劃包封322之間示出了家庭網(wǎng)絡(luò)布線，但其間可出現(xiàn)中間設(shè)備。區(qū)劃包封322可位于設(shè)置了模塊324、326、328的房間中的墻壁或天花板上，或位于靠近模塊324、 326、328(在可能在它們中間)的不同房間或區(qū)域中。在圖3中，為簡(jiǎn)便起見(jiàn)僅示出向區(qū)劃包封322提供通信的一組電纜302。主控制器312、區(qū)劃包封322、以及模塊324、326、328可通過(guò)RS_485、5類電纜、6類電纜、和/或光纜通信。因此，使用區(qū)劃包封作為中間端接點(diǎn)，而不是使用RS-485電纜將主控制器直接連接到模塊。在圖4-7中示出了集中在一個(gè)區(qū)域320中的示例。雖然未示出， 但在這些配置的每一個(gè)中，主控制器利用RS-485和其它數(shù)據(jù)電纜連接到區(qū)劃包封。因此， 可連同其它數(shù)據(jù)電纜一起拉接RS-485電纜。所有這些電纜在區(qū)劃包封處封端。在圖4的配置400中，主控制器402連接到區(qū)劃包封404，其利用RS-485電纜408 與諸如VAV之類的模塊406的單菊花鏈配置連接。圖5-7示出實(shí)施例500、600、700，其中模塊506、606、706被配置成支路網(wǎng)絡(luò)配置，且利用RS-485電纜508、608、708連接到局部區(qū)劃包封504、604、704和主控制器502、602、702。位于各個(gè)支路根部處，即位于區(qū)劃包封 504,604,704 處的 RS-485 電纜 508、608、708 通過(guò)跳線 512、612、712 連接到其它 RS-485 電纜508、608、708。跳線512、612、712可以永久連接(例如使用焊料)或易于去除。各個(gè)區(qū)劃包封504、604、704或支路對(duì)應(yīng)于，例如，大樓中的不同樓層或特定區(qū)域。各個(gè)模塊506、 606,706對(duì)應(yīng)于由模塊506、606、706服務(wù)的房間或區(qū)域。在圖5-7的安排中，如“X”510、610、710所示，如果一個(gè)或多個(gè)支路短路，可將這些支路一個(gè)接一個(gè)地從區(qū)劃包封504、604、704斷開(kāi)且彼此斷開(kāi)，直到有短路的所有回路從區(qū)劃包封504、604、704斷開(kāi)。那時(shí)，余下支路中的模塊504、604、704重新可用。然后不包括短路的斷開(kāi)支路一個(gè)接一個(gè)地重新連接以確定是否存在其它短路510、610、710。或者，可將所有支路(或除一個(gè)以外的所有支路)從區(qū)劃包封504、604、704斷開(kāi)，然后一個(gè)接一個(gè)地重連以確定是否還存在其它短路510、610、710。按照類似方式，可移去并替換跳線512、612、 712以確定其中存在短路510、610、710的所有支路。如果設(shè)置了多個(gè)區(qū)劃包封504、604、704 使得區(qū)劃包封504、604、704中的一個(gè)位于區(qū)劃包封504、604、704中的另一個(gè)和主控制器502、602、702之間，則首先斷開(kāi)連接到邏輯上(相對(duì)于物理上)最靠近主控制器502、602、 702的區(qū)劃包封504、604、704的支路。這允許標(biāo)識(shí)包含短路510、610、710的所有支路，因此使短路510、610、710局域化，從而減少用來(lái)確定短路510、610、710精確位置的工作量。這還相伴地減少了用來(lái)替換/重新拉接具有短路510、610、710的支路上模塊506、606、706之間的布線508、608、708的勞動(dòng)量。如圖6所示，模塊506、606、706可按照菊花鏈配置、多點(diǎn)配置、或其組合連接到區(qū)劃包封504、604、704。
在圖3-7的配置中，連接到由區(qū)劃包封服務(wù)的特定區(qū)域的所有數(shù)據(jù)電纜可在一開(kāi)始(例如在大樓建造或向區(qū)域添加部件期間)拉好，或通過(guò)使用區(qū)劃包封在單次操作中重新拉接。因此，可減少初始安裝成本以及移動(dòng)、添加、或改造(MAC)的成本。通過(guò)使用一個(gè)或多個(gè)區(qū)劃包封，總系統(tǒng)的布局也會(huì)更加靈活。如上所述，通過(guò)將一個(gè)或多個(gè)模塊化RS-485連接器添加到區(qū)劃包封，可使RS-485 電纜在區(qū)劃包封處而不是直接在模塊處封端。為允許快速安裝或替換RS-485布線，期望在 BAS系統(tǒng)中納入模塊化RS-485連接器。轉(zhuǎn)向圖8A和8B，已針對(duì)區(qū)劃包封開(kāi)發(fā)了模塊化的 RS-485螺旋式接線端連接器。在所示實(shí)施例中，僅給出電纜的連接器，即在此連接器中沒(méi)有給出PCB或其它電子設(shè)備。在其它實(shí)施例中，模塊化連接器可包含出于任一目的需要的電子設(shè)備，諸如從一種類型的電纜或信號(hào)到另一種的改變。如圖8A和8B、圖9A和9B、以及圖IOA和IOB所示，連接器800包含兩個(gè)模塊化單元，即插頭810和插座830。圖8A示出插頭810、830分開(kāi)時(shí)的連接器800，而圖8B示出插頭 810和插座830接合時(shí)的連接器800。插頭810卡入外殼812以使插頭810被外殼812夾持， 且通過(guò)外殼812的前表面816中的開(kāi)口 814可觸及。外殼812具有大致L形主體，其中“L” 的短腿包含前表面816而“L”的長(zhǎng)腿包含下表面818。前表面816的延伸部820基本平行于外殼812的下表面818從前表面816延伸。外殼812固定到標(biāo)準(zhǔn)的Panduit Mini-com 產(chǎn)品中。插頭810和插座830的每一個(gè)也具有大致L形主體，且螺釘(未示出)設(shè)置在與 “L”的長(zhǎng)腿818、838相對(duì)的“L”的短腿816、836的一部分中的孔內(nèi)。插頭810具有插頭端 824，其沿著“L”的長(zhǎng)腿818延伸并被插頭810的主體包圍。插頭和插座810、830的后部分別包含孔826、846，RS-485電纜插入其中。各個(gè)開(kāi)口具有與之相關(guān)聯(lián)的螺釘，通過(guò)擰緊螺釘可緊固插入其中的RS-485電纜的特定導(dǎo)線(接地，+數(shù)據(jù)，或-數(shù)據(jù))。插頭和插座810、 830處RS-485電纜的封端可在插頭810卡入外殼812之前或之后進(jìn)行，或在插頭810與插座830接上之后進(jìn)行。螺釘可以是形成尺寸為允許對(duì)18#-22#(屏蔽的)電纜封端的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)螺釘大小。外殼812的下表面818具有形成于其中的開(kāi)口 832。舌片834設(shè)置在開(kāi)口 832中， 并被導(dǎo)向至外殼812的前表面816。當(dāng)插頭810被安裝在外殼812中時(shí)，插頭810的L形主體的螺紋部分836設(shè)置在外殼812的下表面818的開(kāi)口 832中，以使螺紋部分836被舌片 834接觸。在外殼812的下表面818內(nèi)側(cè)，在外殼812的下表面818中的開(kāi)口 832與外殼812 的前表面之間，在外殼812中心附近對(duì)稱地設(shè)置了一對(duì)凸部814。當(dāng)插頭810安裝在外殼 812上時(shí)，插頭810被定位在凸部814與延伸部820之間，以自動(dòng)地通過(guò)外殼812的前表面 816中的開(kāi)口 814將插頭810的主體定位成環(huán)繞插頭端子824。這還允許插座830的插座端(未示出)可觸及插頭端子824。
可將RS-485模塊化連接器安裝在區(qū)劃包封中。更具體地，可將RS-485模塊化連接器安裝在區(qū)劃包封內(nèi)的一件或多件電子設(shè)備中。在圖11中所示示例中，區(qū)劃包封包含配線板1100。在圖11中，同時(shí)示出了配線板1100的背面1110和正面1130。配線板1100具有一個(gè)或多個(gè)RS-485模塊化連接器1120。連接器1120可卡入或安裝在配線板1100中， 以使連接器1120容易去除(模塊化)且容易觸及。在圖11中，RS-485電纜1102連接到主控制器(未示出)的導(dǎo)線1104在配線板1100的背面1110處的插頭1120之一處封端。 插頭1120中的觸點(diǎn)1122可連接到配線板1120中的一個(gè)或多個(gè)其它插頭1120中的相應(yīng)觸點(diǎn)，以使來(lái)自主控制器的相同信號(hào)提供給所連接的插頭1120。通過(guò)連接器1120之間的跳線 1106，連接器1120可被電連接而模塊(未示出)可被分段。通過(guò)將模塊分成多個(gè)段，通過(guò)允許從網(wǎng)絡(luò)去除個(gè)別模塊組可使故障排除流水線化。此外，在配線板1100中可提供多組隔離的RS-485連接器1120。利用插座(未示出)，支路中的第一模塊可連接到配線板的正面1130。如圖11所示，連接器1120的各組 1124被連接到一起但與其他組連接器隔離。這樣的安排允許安裝使用不同協(xié)議的多種類型自動(dòng)化系統(tǒng)。更具體地，利用圖11的電纜11102與主控制器通信的模塊可使用一種協(xié)議， 而利用電纜21102與不同的主控制器通信的模塊可使用不同的協(xié)議。雖然圖11中僅示出兩個(gè)連接器1120(以及主控制器)組1124，但可存在任意數(shù)量的組。這增加了總體設(shè)計(jì)靈活性，因?yàn)榫哂邢嗤δ艿牟煌K可與單個(gè)配線板一起使用。例如，當(dāng)在由特定區(qū)劃包封服務(wù)的區(qū)域中添加模塊時(shí)，即使各模塊使用不同的協(xié)議，通過(guò)將使用不同協(xié)議的模塊連接到不同組連接器可使用來(lái)自不同制造商的多個(gè)模塊。這避免了如果在最開(kāi)始沒(méi)有針對(duì)容納不同模塊來(lái)設(shè)計(jì)BAS而在不同的時(shí)間拉接不同模塊的遍及大樓的布線花費(fèi)。在配線板上還可提供除RS-485連接器之外的其它類型連接器。如上所述，區(qū)劃包封可位于其中設(shè)置了由區(qū)劃包封服務(wù)的模塊的房間中的墻壁或天花板上?；蛘撸瑓^(qū)劃包封可在靠近由區(qū)劃包封服務(wù)的模塊(也可能在其中央)的不同房間或區(qū)域中。區(qū)劃包封對(duì)于技術(shù)人員來(lái)說(shuō)易于進(jìn)入，以便使連接器與配線板或其它電子設(shè)備接合或脫離，以及連接或斷開(kāi)通往來(lái)自控制室中主控制器的接線盒的電纜。除其它電子設(shè)備或機(jī)電設(shè)備之外，區(qū)劃包封還可包括多個(gè)配線板。雖然已經(jīng)討論了區(qū)劃包封，但可在諸如配線架或墻壁或天花板安裝的外殼之類的另一中間體(邏輯上設(shè)置在各個(gè)模塊與控制器之間的除模塊之外的數(shù)據(jù)通信位置)中提供模塊化的RS-485連接器。還可使用利用外殼或其它中間體的諸如星型配置之類的替換配置。此外，雖然僅討論了螺旋式接線型連接器，但可使用其它類型的連接器。例如，插頭或插座之一或二者可使用穿孔板，彈簧裝載端，或下卷型(crimp down-type)接線器。插頭和插座可交換以使插座與外殼接合。雖然無(wú)線網(wǎng)絡(luò)可用于BAS中的一些模塊，但其它模塊可能需要供電線路。因此，對(duì)于不使用局域電源的模塊，可通過(guò)大樓中的管道拉接供電電纜。在此情況下，將RS-485電纜拉接至模塊的花費(fèi)是可忽略的。而且，雖然僅討論了 TIA/EIA-862和TIA/EIA-485-A標(biāo)準(zhǔn)，但還可使用其它標(biāo)準(zhǔn)。 例如，一些新興標(biāo)準(zhǔn)具有諸如標(biāo)記天花板或其它結(jié)構(gòu)中在使用或未在使用的所有電纜之類的進(jìn)一步要求。應(yīng)當(dāng)理解，以上描述和附圖中說(shuō)明的實(shí)施例僅代表實(shí)現(xiàn)BAS、區(qū)劃包封、以及RS-485連接器的許多方法中的一些。取決于特定目標(biāo)和/或顧客需求，各種設(shè)備的相應(yīng)特征會(huì)不同。因此，雖然已結(jié)合示例實(shí)施例描述了本發(fā)明，但這些實(shí)施例應(yīng)被視為說(shuō)明性而非限制性的。在本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的各種修改、替換等 等都是可能的。
權(quán)利要求
1.一種樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)(BAS)，包括控制器；多個(gè)模塊；邏輯上設(shè)置在模塊和所述控制器之間的中間體；以及連接所述控制器、所述中間體、以及所述模塊的RS-485電纜。
2.如權(quán)利要求1所述的BAS，其特征在于，所述中間體包括所述RS-485電纜所連接的區(qū)劃包封。
3.如權(quán)利要求2所述的BAS，其特征在于，所述中間體包括設(shè)置在所述區(qū)劃包封內(nèi)部的配線板，所述RS-485電纜連接到所述配線板。
4.如權(quán)利要求1所述的BAS，其特征在于，所述中間體包括所述RS-485電纜所連接的模塊化RS-485連接器。
5.如權(quán)利要求1所述的BAS，其特征在于，所述模塊連接到支路中的所述中間體。
6.如權(quán)利要求5所述的BAS，其特征在于，還包括連接所述支路的跳線。
7.如權(quán)利要求1所述的BAS，其特征在于，還包括用戶接口 ；網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器；以及連接所述用戶接口、所述網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、以及所述主控制器的第一總線。
8.如權(quán)利要求1所述的BAS，其特征在于，所述模塊包括配置成使用不同協(xié)議通信的模塊組，不同的模塊組彼此隔離。
9.如權(quán)利要求8所述的BAS，其特征在于，所述中間體包括RS-485連接器組，每一組模塊連接到所述RS-485連接器組的不同RS-485連接器。
10.如權(quán)利要求9所述的BAS，其特征在于，如果在所述RS-485連接器組中存在多于一個(gè)連接器，則所述RS-485連接器的每一組中的連接器連接在一起。
11.一種用于在樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)(BAS)中建立通信的方法，所述方法包括將第一 RS-485電纜連接到控制器；將多個(gè)第二 RS-485電纜連接到多個(gè)模塊；以及將所述第一 RS-485電纜和所述第二 RS-485電纜連接到中間體。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述中間體包括所述第一和第二RS-485 電纜所連接的區(qū)劃包封。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述中間體包括設(shè)置在所述區(qū)劃包封內(nèi)部的配線板，所述第一和第二 RS-485電纜連接到所述配線板。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述中間體包括所述第一和第二RS-485 電纜所連接的模塊化RS-485連接器。
15.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，還包括將所述模塊連接到支路中的所述中間體。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，還包括通過(guò)所述中間體中的跳線將所述支路相互連接。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，如果在所述第二RS-485電纜中出現(xiàn)短路致使所述模塊都不工作，則還包括將所述支路從所述中間體斷開(kāi)；以及重連所述被斷開(kāi)的支路，直到所述中間體與離所述中間體最遠(yuǎn)的支路中的模塊之間的RS-485電纜中所有包含短路的支路被確定。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，一個(gè)接一個(gè)地?cái)嚅_(kāi)所述支路，直到所述中間體與離所述中間體最遠(yuǎn)的支路中的模塊之間的RS-485電纜中所有包含短路的支路被確定。
19.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，一個(gè)接一個(gè)地重連所述支路，直到所述中間體與離所述中間體最遠(yuǎn)的支路中的模塊之間的RS-485電纜中所有包含短路的支路被確定。
20.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，還包括將配置成使用不同協(xié)議通信的模塊組中的模塊分組，以使不同的模塊組彼此隔離。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述中間體包括RS-485連接器組，每一組模塊連接到所述RS-485連接器組的不同RS-485連接器。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，還包括如果在所述組中存在多于一個(gè)連接器，則通過(guò)所述中間體中的可去除跳線將所述各組RS-485連接器中的連接器相互連接。
全文摘要
提供了一種樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)，其中控制器利用RS-485電纜通過(guò)區(qū)劃包封連接到遠(yuǎn)端模塊。從區(qū)劃包封延伸的模塊的支路通過(guò)區(qū)劃包封處的可去除跳線連接在一起。使用不同協(xié)議的模塊支路組彼此隔離。通過(guò)將支路與網(wǎng)絡(luò)斷開(kāi)和重連可確定RS-485電纜中的短路。區(qū)劃包封具有包含模塊化RS-485連接器的配線板。來(lái)自控制器且與其它數(shù)據(jù)電纜一起在大樓內(nèi)拉接的RS-485電纜在配線板的背面處連接到RS-485連接器。模塊通過(guò)RS-485電纜在配線板的正面處連接到RS-485連接器。
文檔編號(hào)G05B19/418GK102156461SQ201110050828
公開(kāi)日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2007年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月20日
發(fā)明者M·J·唐奈, P·M·赫布斯特, R·E·弗蘭塞恩, T·M·尼奇 申請(qǐng)人:泛達(dá)公司